Как колонки согласованы с аудиоусилителями? (избежать перегрузки либо)

Я знаю, что был задан аналогичный заголовок вопроса, но я считаю, что это не отвечает на мой вопрос (и я не мог придумать лучшего способа сформулировать вопрос).

Меня немного смущает, как именно усилитель может перегружать динамик, и наоборот.

Многие гитарный усилитель колонки являются 8Ω сопротивлением .

Если я правильно понимаю, выходной усилитель (должен) выводит выходной сигнал фиксированного напряжения независимо от того, какая нагрузка на него возложена . Если этот шаг неверен, пожалуйста, поправьте меня.

Так что, если есть сигнал с фиксированным напряжением (скажем, + -15 В, то есть 30 В качания ), и если импеданс колонок составляет ~ 8 Ом (я понимаю, что он будет меняться в зависимости от частоты, но скажу, что это около этой цифры), то как мощность варьируется в зависимости от комбинации усилителей, хотя полное сопротивление примерно одинаковое? Является ли это, что напряжение увеличивается с более высокими комбинациями усилителя / динамика?

Например, комбинированный комплект 10 Вт с громкоговорителем 8 Ом против усилителя 100 Вт, подключенного к корпусу из 4 громкоговорителей с проводным сопротивлением 8 Ом (параллельное подключение двух последовательных пар колонок 8 Ом), очевидно, что 100 Вт громче. Неужели выходное напряжение усилителя 100 Вт больше? Иначе, как вы можете увеличить мощность, если сохраняете постоянными напряжение и импеданс?

Что произойдет, если вы подключите усилитель 10 Вт непосредственно к корпусу с 4 динамиками? Будет ли это перегрузить усилитель? Или просто поиграть тише? Теоретически, если напряжение одинаковое, а импеданс по-прежнему составляет 8 Ом, мощность должна быть одинаковой, то есть 10 Вт через громкоговорители номиналом 100 Вт.

Если да, то это так , то: когда мы говорим , 10Вт 8Ohm динамик, мы имеем в виду его возможность обрабатывать максимальные пиковые напряжения (P = V ^ 2 / R, V = SQRT (PR)) ~ 9В . В то время как для 100-ваттного динамика мощностью 100 Вт он способен выдерживать пиковые напряжения ~ 28 В ?

В какой ситуации вы можете навредить оратору? Подключив к нему слишком мощный усилитель? Но разве это не то, что рекомендуется многими? (Выход усилителя по крайней мере в 2 раза выше, чем у динамика). Если так, то выходное напряжение усилителя не фиксировано? Это зависит от того, какой динамик подключен к нему? (хотя импеданс такой же?)

В какой ситуации вы можете повредить усилитель? Подключив к нему слишком высокую мощность динамика? Тогда почему я вижу так много людей, которые публикуют видео на youtube о гитарных усилителях 1 / 2W, подключенных к большой номинальной мощности 4 динамика стека динамиков или, по крайней мере, даже 2 комбинации динамиков?

У вас много вопросов, но я думаю, что вы можете понять это лучше с помощью одного объяснения. Посмотрите, что вокруг этой темы много мифов. Но это также вопрос аналоговой электроники.

Динамики представляют собой Z-нагрузку в вашей цепи, которая может изменять свой импеданс с точки зрения частоты. Обратите внимание, что главная цель динамика - поддерживать стабильный и почти постоянный импеданс в частотном диапазоне, на котором он был создан для работы. Этот импеданс почти равен сопротивлению катушки. Таким образом, когда ваш динамик работает в хорошо спроектированной системе, нагрузку Z можно рассматривать как почти чистую резистивную нагрузку (в большинстве случаев 8, 6 или 4 Ом).

С учетом сказанного у нас должны быть способы подачи питания на динамик, чтобы он мог воспроизводить звуковые волны. Обратите внимание, что магнитная часть динамика напрямую связана с током, который проходит через него. Таким образом, мы можем сказать, что динамик - это своего рода резистивная нагрузка, которая имеет дело с текущими изменениями для создания звука (простой способ понять). Таким образом, мы можем изменять ток в резистивной нагрузке, качая напряжение на ней.

Если вы подключите динамик или простой резистор к выходу усилителя, а также подключите пробник осциллографа к нагрузке, вы увидите изменения напряжения так же, как меняется ваша музыка (звуковые волны). Это не постоянное напряжение на выходе. В противном случае вы не можете создавать звуковые волны, так как вам нужны изменения тока для создания магнитных изменений и сил по формуле Лоренца.

Кроме того, мощность - это мощность, потребляемая вашей системой. Мгновенная мощность рассчитывается как P = UI или P = ZI². Таким образом, чем больше ток, проходящий через динамик, тем больше мощности он рассеивает (а также больше потребляемой мощности, поскольку часть его будет преобразована в звуковые волны).

Также необходимо учитывать регулятор громкости. Те примеры, которые вы привели, могут применяться только в том случае, если ваши усилители всегда работают с полным усилением (0 дБ). Таким образом, более мощный усилитель должен создавать более высокие напряжения на выходе по сравнению с менее мощным усилителем (оба в 0 дБ). Поскольку мгновенная мощность также рассчитывается как P = U² / Z, вы не можете увеличить мощность при одинаковом напряжении и импедансе.

Когда вы делаете подключения (усилитель + динамик), вы должны позаботиться о некоторых деталях:

• Выходная мощность усилителя: он сообщит вам, сколько энергии он может подать на ваш динамик с определенным сопротивлением. Это максимальная мощность, которую он может производить. Обратите внимание, что если вы включите его с 20% громкости, он не будет работать на полную мощность. Также обратите внимание, что даже в 0 дБ он, вероятно, не будет генерировать полную мощность все время, потому что музыка изменяет свои амплитудные волны, поэтому вы должны рассчитать среднюю мощность по интегралу от всего сигнала.

• Минимальное сопротивление усилителя:Это скажет вам, какое минимальное сопротивление вы можете подключить к его выходу. Неважно, если вы подключите там более высокие импедансы. Вы просто не сможете получить слишком громкий звук в вашей акустической системе. Вообще говоря, при подключении колонок с более высоким импедансом вы можете получить более чистый звук (меньше искажений), но меньшую громкость звука. С другой стороны, если вам нужна более громкая система, вы должны подключить минимально допустимое сопротивление, но у вас, вероятно, будет больше искажений. Обратите внимание, что то, что может повредить любую часть вашей системы, это избыточное тепло. А тепло вырабатывается эффектом Джоуля, который напрямую связан с энергией. Таким образом, также возможно подключить более низкие импедансы, чем разрешено, так как вы не увеличиваете громкость больше определенной точки. Таким образом, даже при более низких импедансах вы производите ту же мощность, что и более высокий импеданс при полной громкости. Вы можете увидеть это, подключив динамик 2 Ом к усилителю с минимальным сопротивлением 4 Ом, но с очень низкой громкостью. Это будет работать, и это ничего не повредит.

• Сопротивление динамика : как уже говорилось, это номинальное сопротивление, которое производитель пытается достичь и поддерживать стабильным в диапазоне частот, на который рассчитан динамик.

• Мощность динамика : это максимальная мощность, которую динамик способен выдержать. Конечно, всегда есть вопросы о том, как люди измеряют это, и действительно есть неправильные представления о таких терминах, как RMS POWER. Обычный способ сделать это - подключить динамик к какому-либо сигналу, который имеет СРЕДНЮЮ мощность P, и посмотреть, сможет ли он выдержать это в течение длительного периода времени. Наибольшее значение P, которое вы можете достичь, это ваша номинальная средняя мощность (опять же, это простой способ объяснить).

Поэтому, если вы подключаете громкоговоритель к усилителю, вы должны наблюдать за этими переменными, чтобы понять, не повредит ли вам что-нибудь. Как правило, вы можете повредить динамик при подключении к нему слишком мощного усилителя. Допустим, у вас есть динамик на 300 Вт / 8 Ом, и вы подключаете усилитель на 800 Вт / 8 Ом. Как я уже говорил ранее, это также зависит от громкости набора. Всякий раз, когда эта система находится на низком уровне, ничто не повредит. Но когда вы достигнете определенного уровня громкости, когда средняя мощность на выходе превысит 300 Вт, вы, вероятно, начнете вредить динамику. Люди также иногда говорят, что очень мощный динамик может повредить не мощный усилитель. Или что не мощный усилитель не может управлять мощным динамиком. Теперь у вас может быть усилитель мощностью 20 Вт / 4 Ом с динамиком 800 Вт / 4 Ом. Обратите внимание, что вы можете подключить их, и он будет работать нормально. Это все равно что подключить к нему более мощный усилитель с низкой громкостью. Проблема в том, что вы, вероятно, захотите достичь полной громкости, чтобы получить звук. Это может повредить ваш усилитель, так как полная громкость много раз означает более 0 дБ (плюс искажение). Избыток тепла в усилителе может повредить его мощность. Другая распространенная проблема заключается в том, что это искажение на полной громкости может повредить динамик. Это происходит потому, что динамик предназначен для работы в движении. У многих динамиков есть отверстия для отвода тепла и получения потока воздуха для охлаждения. При возникновении искажения подвижная часть динамика может на некоторое время перестать двигаться. Это начинает перегревать катушку. Это может повредить ваш усилитель, так как полная громкость много раз означает более 0 дБ (плюс искажение). Избыток тепла в усилителе может повредить его мощность. Другая распространенная проблема заключается в том, что это искажение на полной громкости может повредить динамик. Это происходит потому, что динамик предназначен для работы в движении. У многих динамиков есть отверстия для отвода тепла и получения потока воздуха для охлаждения. При возникновении искажения подвижная часть динамика может на некоторое время перестать двигаться. Это начинает перегревать катушку. Это может повредить ваш усилитель, так как полная громкость много раз означает более 0 дБ (плюс искажение). Избыток тепла в усилителе может повредить его мощность. Другая распространенная проблема заключается в том, что это искажение на полной громкости может повредить динамик. Это происходит потому, что динамик предназначен для работы в движении. У многих динамиков есть отверстия для отвода тепла и получения потока воздуха для охлаждения. При возникновении искажения подвижная часть динамика может на некоторое время перестать двигаться. Это начинает перегревать катушку. У многих динамиков есть отверстия для отвода тепла и получения потока воздуха для охлаждения. При возникновении искажения подвижная часть динамика может на некоторое время перестать двигаться. Это начинает перегревать катушку. У многих динамиков есть отверстия для отвода тепла и получения потока воздуха для охлаждения. При возникновении искажения подвижная часть динамика может на некоторое время перестать двигаться. Это начинает перегревать катушку.

Короче говоря, любая комбинация усилителя и динамика должна быть возможной. Вы просто должны заботиться о объеме. Если вы не хотите каких-либо возможных проблем, приобретите усилитель, который будет немного менее мощным, чем ваш динамик, с тем же импедансом и никогда не будет превышать 70-80% от уровня громкости. Если ваш регулятор громкости имеет шкалу дБ, попробуйте использовать не более 0 дБ.

Я надеюсь, что это очистило ваши вопросы. Извините за плохой английский.

Сопоставление импедансов может быть проблемой как для твердотельных, так и для ламповых усилителей.

В случае ламповых усилителей лампы не могут напрямую управлять динамиками; они должны управлять динамиками через согласующий трансформатор сопротивления. Повредить трубки довольно сложно, но трансформатор или динамики могут быть повреждены, если импеданс не согласован. В ламповом усилителе лампы хороши для возбуждения больших напряжений (100 вольт), но не хороши для возбуждения больших токов. Таким образом, для подключения громкоговорителей на 8 или 4 Ом необходим трансформатор для преобразования высоковольтного выхода трубок в вывод высокого тока для громкоговорителей. Первичная сторона, соединенная с трубами, имеет множество поворотов очень тонкой проволоки. Вспомогательная сторона, подключенная к динамикам, имеет меньше витков более толстого провода. Трубки действуют как источники тока. Если громкоговоритель или громкоговоритель слишком высокого сопротивления не подключен, трубки могут подавать на трансформатор очень высокое напряжение, которое может повредить изоляцию обмоток трансформатора. Если импеданс динамика слишком низок, трубки могут проталкивать избыточный ток через обмотки, вызывая их нагрев. Ни один из них не идеален. Как правило, вторичная обмотка трансформатора будет иметь 2 или 3 ответвления для общих сопротивлений динамиков, чтобы сделать согласование таким же простым, как выбор правильного сопротивления на переключателе.

В случае полупроводниковых усилителей вы можете столкнуться с аналогичной проблемой, когда усилитель без нагрузки повреждает себя, создавая высокое внутреннее напряжение. Причина та же: выходные транзисторы действуют как источники тока, и если импеданс слишком высок, это приведет к высоким напряжениям. Современные усилители обычно предназначены либо для того, чтобы полностью избежать этой проблемы, либо имеют внутренние нагрузки, которые постоянно подключены к выходным клеммам, чтобы установить верхний предел импеданса, который видит усилитель.

Что касается выходной мощности усилителя, большинство усилителей на самом деле имеют 3 ограничения выхода - напряжение, ток и мощность. Если полное сопротивление мало, вы достигнете текущего предела. Если импеданс слишком велик, вы достигнете предела напряжения. Если вы выберете только правильный размер сопротивления, чтобы одновременно достичь пределов тока и напряжения, вы, вероятно, достигнете предела мощности. Предел напряжения определяется напряжением питания усилителя. Предел тока определяется выходными приводами транзисторов. А предел мощности - это, как правило, тепловой предел - если вы превысите его слишком долго, усилитель будет перегреваться.

Вы можете нанести вред говорящему несколькими способами. Один вкладывает слишком много сил в это. Другой способ заключается в передаче слишком большой мощности на частотах, выходящих за пределы расчетного частотного диапазона. Например, не ставьте бас через твитер. Еще один усилитель обрезки. Когда предел напряжения или тока усилителя достигнут, он обрезает верхнюю часть сигнала, генерируя множество высокочастотных гармоник. Это может повредить динамик, сильно дергая конус динамика на частотах, на которых он не предназначен для работы. Кроме того, если ограничение не симметрично, конус может входить в динамик или выходить из него. Если он выйдет достаточно далеко, катушка покинет паз в магните динамика, и она может быть повреждена, если пропустит паз при возврате.

Вы можете повредить усилитель, перегрузив или недогрузив его, в зависимости от сопротивления. Нет проблем с подключением динамика 4 Вт к усилителю 1/2 Вт, при условии, что усилитель в порядке с управлением сопротивлением динамика. Это просто не будет очень громко.

Во-первых, сопротивление говорящего довольно редко бывает близко к плоскости. Кривая импеданса обычно выглядит неопределенно , как это:

Пик f _s , резонанс свободного воздуха говорящего. Номинальное сопротивление - это первый минимум на кривой сопротивления выше резонанса. Сопротивление постоянному току обычно будет немного ниже этого, но обычно не намного ниже (например, может быть около 6 Ом для громкоговорителя с сопротивлением 8 Ом). На сопротивление постоянному току также влияют другие факторы - например, громкоговоритель, предназначенный для обработки большей мощности, обычно будет иметь более толстый провод в звуковой катушке, что приведет к снижению сопротивления постоянному току, но почти не повлияет на полное сопротивление на более высоких частотах. ,

Когда вы монтируете этот драйвер в коробку, вы обычно добавляете как минимум один (а часто и пару) больше, меньшие пики на более низких частотах, которые отражают резонансную частоту статива и любые порты, которые он может иметь.

Я не уверен, откуда у вас мысль, что напряжение постоянно (или даже близко к нему). Как и любая другая схема, P = I * E. Так, например, один ватт через 8-омный громкоговоритель составляет 2,83 В (квадратный корень из 8, поскольку P = E ² / R). Возможно, вы думаете о том, что большинство усилителей рассчитаны на максимальное колебание напряжения (но обычно оно выше 16 вольт).

Что касается того, что произойдет, если вы подключите усилитель мощностью 10 Вт к 4 динамикам (предположительно, последовательно-параллельным, чтобы поддерживать тот же импеданс), вы, как правило, получите хотя бы небольшую эффективность, поскольку большинство динамиков, по крайней мере, несколько нелинейны. Например, громкоговоритель может быть оценен на уровне 92 дБ УЗД на один ватт (при некоторых стандартных условиях тестирования). Теоретически это означает, что он должен производить 95 дБ УЗД с 2 Вт на входе, или 102 дБ УЗД с 10 Вт на входе. В действительности, еще три или десять дБ входных данных обычно не дают (вполне) еще три или десять дБ выходных данных. Разделив мощность от усилителя на четыре отдельных динамика вместо одного, вы минимизируете этот эффект, так что вы получите (немного) больше акустической мощности при заданном количестве электрической мощности усилителя.

Что касается слишком мощного усилителя, повреждающего динамик: это зависит. Если вы полностью подавите динамик, да, это может произойти. Например, если вы подключили 500-ваттный усилитель к маленькому 3-дюймовому динамику и просто включили его до уровня, близкого к максимальной мощности, динамик почти неизбежно вышел бы из строя довольно быстро. В зависимости от конструкции немного сложно быть уверенным в том, что вначале выйдет из строя - вы можете перегреть звуковую катушку, и провод просто испарится, или вы можете создать более сильное магнитное поле, чем оно предназначено, и толкнуть / потянуть Конус динамика дальше, чем предполагалось, и разрушает объемное звучание (по моему опыту, отказ звуковой катушки встречается гораздо чаще).

Гораздо более распространенным является разрушение динамика путем прогона усилителя до номинальной мощности. Это особенно проблематично с биполярными усилителями, так как они, как правило, имеют довольно жесткие характеристики ограничения. Здесь, однако, вы спасены тем фактом, что преднамеренное создание различных форм искажений является довольно распространенным явлением, поэтому, когда вы имеете дело именно с гитарным усилителем и динамиком, у вас не так уж и много шансов разрушить вещи (в любом случае, очень быстро) ). При использовании чего-то похожего на обычное стерео, отсечение обычно очень сильно увеличивает высокие частоты сигнала - что, в свою очередь, приведет к гораздо большей мощности, передаваемой на твитер, чем предполагалось, что может очень быстро разрушить его ,

Ушиб усилителя зависит. Вкратце, сбой в твердотельном усилителе обычно происходит, если подключить слишком низкий импеданс динамика. Это попытается получить больше тока, чем может выдать усилитель, что приведет к перегреву и (если вы зайдете слишком далеко) расплавлению выходных транзисторов.

И наоборот, ламповые усилители имеют тенденцию чаще повреждаться при подключении слишком высокого импеданса колонок. Усилитель предназначен для динамика, чтобы загрузить выход. Без достаточной нагрузки от динамика усилитель будет выдавать более высокое напряжение, чем предполагалось. Когда / если провод динамика ослабнет, вы практически мгновенно получите бесконечный импеданс. В зависимости от конструкции, ваша схема защиты срабатывает и отключает усилитель, или последний звук, который вы слышите перед ремонтом усилителя, - это громкий звук, когда выходные лампы перегорают.

Спецификации для колонок немного минны, но для усилителей они проще. Если усилитель рассчитан на среднеквадратичное значение 10 Вт, то это синусоидальная мощность, которую он может подавать на указанную нагрузку (обычно от 2 до 8 Ом) с определенным уровнем искажения. Обычно искажение происходит из-за того, что усилитель выдает синусоидальную волну в начале отсечения.

Таким образом, если он имеет внутренние силовые шины +/- 10 В, он будет способен выдавать 17,9 Vp-p с небольшим ограничением при нагрузке 8 Ом. Тот же усилитель может также обеспечивать нагрузку 4 Ом с примерно одинаковой выходной амплитудой, и в этом случае усилитель может указать, что это усилитель мощностью 20 Вт.

Усилитель имеет тенденцию иметь очень низкий выходной импеданс, и это обычно имеет место для транзисторных усилителей, использующих отрицательную обратную связь - обратная связь имеет тенденцию поддерживать постоянный выходной сигнал независимо от нагрузки. Тем не менее, будет момент (если импеданс нагрузки уменьшится), что усилитель курит, или схема ограничения тока срабатывает, чтобы «спасти» усилитель от разрушения.

Для докладчика у него будет рейтинг, и, надеюсь, этот рейтинг будет в той же форме единиц, в которой указан усилитель мощности, но это не обязательно так, и вы должны убедиться, что сравниваете яблоки с яблоками. Рейтинг говорящего также будет включать в себя частотную характеристику, на которую он рассчитан, и это важно отметить, потому что вы не можете выдвинуть бас (при номинальной мощности говорящего) в твитер и ожидать, что он выживет, и вы также не сможете накачать глубокие частоты. бас в стандартный бас-драйвер и ожидать, что он выживет.

Здесь есть несколько действительно хороших ответов, так что мне нужно добавить лишь немного, потому что все довольно хорошо охвачены всеми остальными. Твердотельные аудиоусилители AB Class достаточно гибки в отношении сопротивления динамиков в пределах тока и уже покрытых вольт. Класс D - это другая история, потому что обычно есть фильтр нижних частот, у которого частота среза выше самой высокой частоты звука, представляющей интерес, и ниже частоты переключения. Пример частоты среза 30 кГц и частоты переключения 150 кГц. Фильтр будет спроектирован так, чтобы он был красивым и ровным Звуковой диапазон. Если вы говорите, включите 16-Омные динамики, скажем, на 4-омном усилителе, фильтр может стать пиковым, и он может звучать ужасно или даже повредить вещи, если фильтр находится вне петли обратной связи.Если вы работаете в классе D, не пытайтесь избежать помех, связанных с динамиками, если вы действительно не знаете, что делаете.